azioni sulle costruzioni 08

azioni sulle costruzioniazioni sulle costruzioni

Politecnico di Bari Politecnico di Bari –– C.d.L. Ingegneria Ambientale e del TerritorioC.d.L. Ingegneria Ambientale e del Territorio

Corso di Tecnica delle Costruzioni Corso di Tecnica delle Costruzioni –– Arch.Arch. Francesca PreteFrancesca Prete

criteri di sicurezza e azioni sulle costruzionicriteri di sicurezza e azioni sulle costruzioni

Scopo del calcolo strutturale è quello di garantire l’opera progettata per

tutta la sua “vita utile” in rapporto alle azioni cui può essere sottoposta

in ogni fase operativa (costruzione, trasporto, montaggio, esercizio) con

il livello di sicurezza previsto dalle Norme vigenti.

NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI

DM 14 gennaio 2008DM 14 gennaio 2008

CAP.2 – SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE

Le opere e le componenti strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle presenti norme.La sicurezza e le prestazioni di un’opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli stati limite che si possono verificare durante la vita nominale.

A) Per costruzioni generiche

- Vita nominale VN in base alla tipologia dell’opera, da ritenere sottoposta

necessariamente a manutenzione ordinaria:


B) Per costruzioni antisismiche

Classi d’uso delle costruzioni, riferite al diverso grado di sicurezza da garantire in relazione al rischio sismico:


Classe I : con presenza solo occasionale di persone; edifici agricoli.

Classe II : con affollamenti normali, senza funzioni pubbliche e sociali essenziali; infrastrutture non ricadenti nelle successive e più impegnative Classi III e IV.

Classe III : con affollamenti significativi ed eventuali funzioni pubbliche modeste; infrastrutture importanti ma non ricadenti nella più elevata Classe IV.

Classe IV : costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche particolarmente importanti; infrastrutture di grande rilevanza per la sicurezza sociale.

B) Per costruzioni antisismiche

Coefficiente d’uso CU, variabile in base alla Classe d’uso:


Periodo di riferimento VR (in anni) per l’azione sismica, definito in funzione della Vita nominale VN e del Coefficiente d’uso CU:

per VR < 35 anni si assume comunque VR = 35 anni

UNR CVV ⋅=

STATI LIMITE

definizione di definizione di ““Stato LimiteStato Limite””::condizione superata la quale la struttura (o una sua parte) non è più in

grado di assolvere il suo compito statico o funzionale

Esistono due tipi di “Stati Limite”:

Stati Limite Ultimi (SLU), relativi a condizioni estreme il cui superamento ha carattere irreversibile e determina il collasso strutturale.

Stati Limite di Esercizio (SLE), legati a condizioni di funzionalità, il cui superamento può avere carattere reversibile o irreversibile, comunque tale da non compromettere la struttura.

Requisiti di sicurezza della struttura:

- sicurezza nei confronti degli SLU

- sicurezza nei confronti degli SLE

- robustezza nei confronti delle azioni accidentali (o eccezionali)


STATI LIMITE

I principali Stati Limite Ultimi sono:

a) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte;b) spostamenti o deformazioni eccessive;c) raggiungimento della massima capacità di resistenza di parti di strutture, collegamenti,

fondazioni;d) raggiungimento della massima capacità di resistenza della struttura nel suo insieme;e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni;f) rottura di membrature e collegamenti per fatica;g) rottura di membrature e collegamenti per altri effetti dipendenti dal tempo;h) instabilità di parti della struttura o del suo insieme.

I principali Stati Limite di Esercizio sono:

a)danneggiamenti locali (ad es. eccessiva fessurazione del calcestruzzo) che possano ridurre la durabilità della struttura, la sua efficienza o il suo aspetto;

b)spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto;

c)spostamenti e deformazioni che possano compromettere l’efficienza e l’aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari;

d)vibrazioni che possano compromettere l’uso della costruzione;e)danni per fatica che possano compromettere la durabilità;f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali in funzione dell’ambiente di esposizione.



ogni causa o insieme di cause capaci di indurre

stati limite in una struttura

definizione di definizione di ““azioneazione””

classificazione delle azioniclassificazione delle azioni

A. in base al modo di esplicarsi

azioni dirette

azioni indirette

azioni chimico-fisiche

B. in base alla risposta strutturale

azioni statiche

azioni quasi statiche

azioni dinamiche

C. in base al loro comportamento nel tempo

azioni permanenti (G)

azioni variabili (Q)

azioni accidentali (A)

A.A. classificazioneclassificazione (in base al modo di esplicarsi)(in base al modo di esplicarsi)

azioni dirette

• azioni concentrate (fisse o mobili)

• azioni distribuite (fisse o mobili)

azioni indirette

• cedimenti di vincolo, difetti di montaggio, distorsioni impresse

• effetti di variazioni di temperatura

• deformazioni iniziali elastiche e anelastiche (ritiro, viscosità)

azioni di carattere chimico-fisico

• umidità, gelo, aggressione atmosferica

• degrado endogeno ed esogeno della struttura


B.B. classificazioneclassificazione (in base alla risposta strutturale)(in base alla risposta strutturale)

azioni applicate con lentezza tale da non dar luogo a

significative accelerazioni sulle strutture

azioni che possono essere considerate come statiche tenendo

conto degli effetti dinamici con un incremento della loro intensità

azioni che causano significative accelerazioni

sulle strutture e sulle masse da esse portate

azioni staticheazioni statiche

azioni quasi staticheazioni quasi statiche

azioni dinamicheazioni dinamiche


azioni permanenti (G), con valori costanti nel tempo:

• peso proprio della struttura

• peso proprio delle sovrastrutture

(pavimenti, tompagni, tramezzi, controsoffitti, intonaci, impianti, ecc.)

• pretensione e precompressione

• ritiro e viscosità

azioni variabili (Q), con valori istantanei anche diversi tra loro:

• di lunga durata

(pesi di cose e oggetti vari, carichi di esercizio di lunga durata)

• di breve durata

(vento, sisma, variazioni termiche, carichi di esercizio di breve durata)

azioni accidentali (A), in base a eventi incidentali e rari:

• incendi

• esplosioni

• urti

C.C. classificazioneclassificazione (in base al loro comportamento nel tempo)(in base al loro comportamento nel tempo)


I.I. azioni antropiche

II.II. azioni ambientaliazioni ambientali

III.III. azioni accidentaliazioni accidentali

1. pesi propri dei materiali strutturali

2. carichi permanenti portati

3. sovraccarichi variabili (destinazione d’uso)

1. azione della neve

2. azione del vento

3. azione della temperatura

4. azione sismica

1. incendi

2. esplosioni

3. urti

categoriecategorie delle azioni sulle costruzioni civili e industriali delle azioni sulle costruzioni civili e industriali (in base alla valutazione delle loro intensit(in base alla valutazione delle loro intensitàà))


requisiti caratteristicirequisiti caratteristici

È compito del progettista individuare le azioni significative per la

costruzione nel rispetto delle disposizioni generali delle Norme vigenti.

I valori normativi vanno assunti come “valori caratteristici” (in senso

statistico) nel metodo semiprobabilistico agli stati limite e come “valori

nominali” (in senso deterministico) nel metodo alle tensioni ammissibili.

Per le opere civili e industriali i valori delle azioni antropiche vanno intesi

come minimi assoluti, maggiorabili per motivi prudenziali ovvero per

prescrizioni di Capitolati Speciali; in generale, si considerano agire

staticamente, salvo casi particolari in cui, per tener conto indirettamente

degli effetti dinamici, vanno maggiorati con idonei coefficienti per

eseguire una analisi statica equivalente.


I. azioni antropicheI. azioni antropiche

I pesi propri e i carichi permanenti sono determinati in base alle

dimensioni geometriche degli elementi costruttivi e ai pesi specifici

riconosciuti dei materiali strutturali e non.

I sovraccarichi variabili, cioè legati all’esercizio dell’opera, vanno dedotti

dalle Norme come valori minimi, che il Progettista può accettare oppure

aumentare responsabilmente o per prescrizioni di Capitolato.

requisiti caratteristicirequisiti caratteristici

II.1.1. pesi propri dei materiali strutturali. pesi propri dei materiali strutturali

pesi per unità

di volume dei

principali

materiali

strutturali

(T.U.)


II.2.2. carichi permanenti portati. carichi permanenti portati

Vanno considerati come carichi ripartiti uniformemente per le verifiche di

insieme.

Nel caso di solai con orditura unidirezionale (adeguata capacità di

ripartizione trasversale):

i divisori mobili interni sono considerati come un carico distribuito q2k

dipendente dal peso unitario lineare G2k nel seguente modo:

• per G2k ≤ 100 daN/m q2k = 40 daN/mq ;

• per 100 ≤ G2k ≤ 200 daN/m q2k = 80 daN/mq ;






pesi propri unitari di

elementi costruttivi


pesi propri unitari di

materiali in deposito




pesi propri unitari

materiali insilabili


II.3.3. sovraccarichi variabili. sovraccarichi variabili

carichi verticali

uniformemente distribuiti

qk [kN/mq]

carichi orizzontali

linearmente distribuiti

Hk [kN/m]

carichi verticali

concentrati Qk [kN]

verifiche di insieme

verifiche locali su singoli elementi

(a 1.20 m dalla quota di calpestio)

verifiche locali distinte su

appropriate “aree di impronta”

(non cumulabili ai qk)


valori dei carichi di

esercizio per le diverse

categorie di edifici


II.3.3. sovraccarichi variabili. sovraccarichi variabili

Nel caso di travi – pilastri - pareti portanti - fondazioni interessati da

sovraccarichi variabili applicati su ampie superfici e/o su più piani,

l’intensità del sovraccarico (purché appartenente alla stessa categoria

di ambienti) può essere opportunamente ridotta (a) per tener conto

della non contemporaneità delle azioni con il massimo valore di carico.

per le Categorie A, B, F, G, H :

a ≥ 0.50 + 10/A

per le Categorie C, D :

a ≥ 0.75 + 10/A

a≤ 1

A = superficie totale caricata detta area di

spettanza dell’elemento in oggetto

a = coefficiente di riduzione del sovraccarico


individuazione dellindividuazione dell’’area di spettanzaarea di spettanza

Per la generica tesa di un pilastro, l’area di spettanza è data dalla

somma dell’area spettante sull’impalcato di competenza, di dimensioni

pari alle semiluci di impalcato adiacente al pilastro nella direzione del

solaio e in quella ortogonale, e delle omologhe aree su tutti gli impalcati

soprastanti.


individuazione dellindividuazione dell’’area di spettanzaarea di spettanza

Nell’esempio applicativo (riportato nella C. M. ’96) per uno schema di edificio intelaiato

di quattro piani:

i. si suppone che il pilastro P sia portante per le travi T2, T3, T4 e sia portato dalla

trave T1 al 1° ordine

ii. si suppone che l’area di spettanza del pilastro valga Ap ad ogni piano

iii. si suppone che l’area di spettanza di una campata di trave T2, T3, T4 sia Ap e che

valga 2Ap per la trave T1 (di luce doppia)

VERIFICA

sezione S1 del pilastro P:

A = A2+A3+A4 = 3 Ap

sezione S2 del pilastro P:

A = A3+A4 = 2 Ap

trave T1:

A = A1+A2+A3+A4 = 5 Ap

trave T2:

A = A2 = Ap


II. azioni ambientaliII. azioni ambientali

Sono correlate statisticamente a prefissati “periodo di ritorno”

definizione di definizione di ““periodo di ritornoperiodo di ritorno””

intervallo di tempo che intercorre tra il ripresentarsi di un

determinato evento naturale con la stessa intensità

1. azione della neve

2. azione del vento

3. azione della temperatura

4. azione sismica

IIII.1.1. azione della neve. azione della neve

Il carico neve si considera uniformemente ripartito, agente in direzione

verticale e riferito alla proiezione orizzontale della superficie investita.

L’intensità di carico sulle coperture, per unità di superficie, si valuta

mediante l’espressione:

valore caratteristico di riferimento del carico neve al suolo [kN/mq]

associato al periodo di ritorno standard di 50 anni, dipendente dal

sito e dall’altitudine

coefficiente di esposizione

coefficiente termico

coefficiente di forma della copertura

itEsks ccqq µ=

skq

Ectciµ

]m/kN[ 2


II.1.1. carico neve al suolo

Dipende dalle condizioni locali

di clima e di esposizione dei siti

Macrozonazione

geografica

dell’Italia


II.1.1. carico neve al suolo

I valori caratteristici minimi sono riportati nel seguito, in funzione della Macrozona

geografica di pertinenza e dell’altitudine as del sito di costruzione.


II.1.2. coefficiente di esposizione

Va determinato in funzione delle caratteristiche specifiche dell’area

(microzona) in cui sorge l’opera, definite mediante “classi di topografia”

II.1.3. coefficiente termico

Può essere utilizzato per tener conto di una riduzione del carico neve a

causa dello scioglimento della stessa, per effetto del calore trasmesso

alla copertura dall’interno della costruzione

Il valore dipende dalle proprietà dell’isolamento termico del materiale

coibente di copertura

In assenza di documentazione, si assume 1ct =


II.1.4. coefficiente di forma

La sua valutazione dipende dalla particolare disposizione del carico neve:

neve non accumulata sul piano (situazione più gravosa)

neve accumulata al piano (situazione meno gravosa)

In generale, per coperture a una o più falde, il coefficiente di forma µ

si esprime in funzione dell’angolo α

Si distinguono tre casi: coperture a una falda, a due falde e a più falde


A. copertura a una falda

Ipotizzando che la neve non sia

impedita di scivolare, si considera

la condizione di carico in figura,

per entrambe le situazioni di neve

accumulata e non accumulata sul

piano

Se l’estremità più bassa termina

con un parapetto o altre ostruzioni:

µ1 = 0.8 indipendentemente

dall’angolo α


B. copertura a due falde

Ipotizzando che la neve non sia impedita di scivolare, si distinguono

tre condizioni di carico:

Se l’estremità più bassa termina con un parapetto o altre ostruzioni:

µ1 = 0.8 indipendentemente dall’angolo α

neve non accumulata sul piano

neve accumulata sul piano

(va assunta la peggiore)


C. copertura a più falde

Ipotizzando che la neve non sia impedita di scivolare, si distinguono due

condizioni di carico:

2/)+(= 21 ααα



assumendo


coperture cilindriche

Ipotizzando che la neve non sia impedita di scivolare, per le coperture

cilindriche di forma qualsiasi e a curvatura di unico segno, vanno distinti

i due casi per le condizioni di carico neve:



il coefficiente

di forma µ3 è

funzione di β

e di h/b


II.1.6. effetti locali

Le verifiche da effettuare per gli effetti locali prodotti dalla neve riguardano:

accumulo neve contro parapetti e pareti verticali

neve sporgente dall’estremità di una copertura

carico neve su protezioni paraneve o altri ostacoli sulla copertura

II.1.7. densità della neve

Per la valutazione del carico neve sulle costruzioni va tenuto conto che la

densità della neve aumenta in generale con l’età del manto nevoso e

dipende dal sito, dal clima e dall’altitudine.


IIII.2.2. azione del vento. azione del vento

considerazioni generali

Le pressioni del vento agiscono in direzione orizzontale ed esercitano

sulle costruzioni azioni variabili nel tempo e nello spazio

Quando il vento investe la facciata di un edificio, esercita su di esso delle

pressioni poiché questo arresta il moto delle particelle di aria

Accanto alle pressioni agenti sulla

superficie sopravento, si generano

delle aspirazioni, depressioni, che

agiscono sulle superfici sottovento

la configurazione assunta dall’aria è fortemente condizionata dalla forma

dell’edificio



considerazioni generaliconsiderazioni generali

L’azione esercitata dal vento su di un edificio non può prescindere dalla

posizione degli edifici circostanti

L’aria è un fluido e, se costretto

ad attraversare un passaggio

stretto, aumenta la sua velocità

nella valutazione dell’effetto del vento su di una struttura non si può

prescindere dalla località in cui sorge, dalla sua posizione rispetto ai

venti dominanti della zona, nonché dalla sua forma o attitudine a farsi

attraversare dall’aria



La Normativa italiana riconduce convenzionalmente le pressioni del

vento, pur essendo di natura dinamica, ad azioni statiche equivalenti

che si traducono in pressioni e depressioni agenti in direzione

ortogonale alle superfici che compongono la costruzione

In caso di superfici di grande estensione, la Normativa prevede delle

azioni tangenziali esercitate dal vento

Il vento si considera spirante secondo le due direzioni degli assi

principali della pianta della costruzione; in casi particolari (ad es. le

torri) si considera il vento spirante anche secondo una direzione

diagonale

L’azione di insieme esercitata dal vento sull’intera costruzione è data

dalla combinazione più gravosa delle azioni agenti

Per costruzioni di forma e tipologia particolari, il vento provoca

sensibili effetti dinamici da valutare mediante adeguati procedimenti

analitici o indagini numeriche o prove sperimentali



Per determinare le azioni statiche equivalenti su una costruzione,

è necessario in via propedeutica individuare i seguenti parametri:

velocità di riferimento del vento [m/s]

pressione cinetica di riferimento esercitata dal vento [N/mq]


II.2.1. velocità di riferimento

È definita come il valore

massimo della velocità media

su un intervallo di tempo di

10 minuti del vento, misurata

a 10 m dal suolo, su un

terreno di II Categoria di

esposizione in base a una

apposita classificazione.

È associata a un periodo di

ritorno TR = 50 anni,

corrispondente a una

probabilità (sfavorevole) del

2% di essere superata in un

anno


II.2.1. velocità di riferimento

Il territorio nazionale è stato diviso in 9 macrozone geografiche, in

funzione delle quali si ottiene in valore di vref:

vref = vref,0 per as ≤ a0

vref = vref,0 + ka(as – a0) per a0 < as ≤ 1500


Direttamente legata alla velocità di riferimento, risulta espressa dalla

relazione:

vref

II.2.2. pressione cinetica di riferimento

2refb v

21

q ρ=

è la densità dell’aria

è la velocità di riferimento del vento

]m/kg25.1= 3[ρ

azioni statiche

equivalentirefv bq


IIII.2.3.2.3. azioni statiche equivalenti. azioni statiche equivalenti

Si riconducono a tre modelli possibili:

azione normale sul singolo

elemento strutturale (w)

azione normale di insieme

sulla costruzione (F,f)

azione tangente su superfici

orizzontali (wf)

combinazione più gravosa della

pressione (o depressione) agente

sulla superficie esterna con la

depressione (o pressione) agente

sulla superficie interna

dell’elemento

risultante delle azioni sui singoli

elementi, considerando di regola il

vento spirante secondo una delle

direzioni principali della pianta

della costruzione

Tali azioni sono applicabili in modo differenziato e comunque non

cumulativo per le varie tipologie strutturali


azione normale sui singoli elementiazione normale sui singoli elementi

La pressione sulla superficie (esterna o interna) di un elemento strutturale,

per unità di superficie normalmente investita, è espressa da:

edpb cccqp ⋅⋅⋅=

è la pressione cinetica di riferimento

è il coefficiente di pressione o di forma (anche detto

aerodinamico), funzione della tipologia e della geometria della

costruzione e del suo orientamento rispetto alla direzione del vento

è il coefficiente dinamico, con cui si tiene conto degli effetti

riduttivi associati alla non contemporaneità delle massime

pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti alle vibrazioni

strutturali

è il coefficiente di esposizione

bq

pc

dc

]m/N[ 2

ec


azione normale di insiemeazione normale di insieme

L’azione globale su una costruzione può valutarsi come una forza

complessiva F agente sulla superficie normalmente investita, ovvero come

una forza f per unità di lunghezza di detta superficie, mediante:

dove, accanto ai già definiti parametri

A è una superficie di riferimento della struttura

B è una lunghezza di riferimento della struttura

AccqF dpb ⋅⋅⋅= ]N[

Bccqf dpb ⋅⋅⋅= ]m/N[


azione tangente su superficiazione tangente su superfici

L’azione tangente per unità di superficie parallela alla direzione del vento

radente è data da:

dove

efbf ccqp ⋅⋅=

è il coefficiente di attrito, funzione della scabrezza della superficie

è il coefficiente di esposizione

fc

ec


valutazione dei coefficienti , , ,

I valori di tali coefficienti devono essere ricavati da dati suffragati da

opportuna e attendibile documentazione o da prove sperimentali in

galleria del vento

Di seguito si riportano i valori, sufficientemente comprovati, desunti da

codici normativi (T.U., C.M., Istruzioni C.N.R.) e da letteratura tecnica

pc fc dc ec


coefficiente di esposizione

Dipende dall’altezza z sul suolo del punto considerato della costruzione,

dalla topografia del terreno e dalla categoria del sito. In assenza di analisi

specifiche e per altezze z ≤ 200 m:

dove

[ ])zzln(c7)zzln(ck)z(c 0t0t2re +=

sono definiti in funzione della categoria di esposizione del sitomin0r z,z,k

è il coefficiente di topografia

)z(c)z(c minee =

per z ≥ zmin

per z < zmin

tc


calcolo del coefficiente di esposizione per le velocità

1. individuazione della Classe di rugositClasse di rugositàà del terrenodel terreno (A/B/C/D) in base

alla collocazione urbanistica dell’opera



2. determinazione della

Categoria di Categoria di

esposizioneesposizione

(I/II/III/IV/V) in

funzione della Classe

di rugosità del

terreno e della

posizione geografica

del sito (macrozona

regionale di

pertinenza, da 1 a 9,

altitudine sul livello

del mare, distanza

dalla costa)


3. calcolo delle tre grandezze

( ) mediante

tabellamin0r z,z,k


andamento del coefficiente di

esposizione per le velocità in

funzione dell’altezza z

(entro i 200 m) e delle cinque

Categorie di esposizione

4. Calcolo di , assumendo il coefficiente di topografia per

zone pianeggianti, ondulate, collinose, montane.

ec

ec 1=ct


coefficienti di pressione o di forma

A) Edifici a pianta rettangolare, con coperture piane, a falde A) Edifici a pianta rettangolare, con coperture piane, a falde

inclinate e curveinclinate e curve

Il vento agisce sulle superfici esterne e su quelle interne provocando

azioni esterne we, come pressioni (p) o come depressioni (d), e azioni

interne wi, come pressioni (p) o come depressioni (d), definite dalle

espressioni:

dove

)z(qccw dpee ⋅⋅= ]m/N[ 2

)z(qccw dpii ⋅⋅= ]m/N[ 2

sono i coefficienti di pressione esterna e di pressione interna, pipe c,c

be q)z(c)z(q = è la pressione cinetica alla quota z, così calcolata:

• per le pareti sopravento, in base all’effettivo andamento logaritmico della

variazione altimetrica di

• per le pareti sottovento e quelle parallele alla direzione del vento, con un

valore costante relativo a z = h*, quota altimetrica del baricentro della

copertura della costruzione

)z(ce


calcolo della pressione cinetica di riferimento

esempio rappresentativo della distribuzione delle pressioni sulle facce

verticali di un generico edificio prismatico a pianta rettangolare con

copertura piana avente quota baricentrica h*


coefficienti di pressione esterna

Per edifici prismatici a pianta rettangolare con copertura piana, con

rapporto dimensionale dei lati in pianta tra 1/3 e 3, i coefficienti di

pressione esterna possono assumersi come segue:

per elementi sopravento

con a ≥ 60°:


con 20° < a < 60°:


con 0° ≤ a ≤ 30° e per

elementi sottovento e

paralleli al vento:

essendo a (in gradi) l’inclinazione

sull’orizzontale della superficie

investita dal vento

8.0+=cpe

103.0+=cpe -α

4.0=cpe -


coefficienti di pressione interna

Per i coefficienti di pressione interna si possono assumere i seguenti valori

(C.M. ’96)

per costruzioni completamente stagne:

per costruzioni non stagne, con aperture distribuite di superficie

uniforme:

per costruzioni che hanno una parete con aperture di superficie non

minore di 1/3 di quella totale:

quando la parete aperta è sopravento

quando la parete aperta è sottovento o parallela al vento

per costruzioni che presentano su due pareti opposte, normali alla

direzione del vento, aperture di superficie non minore di 1/3 di quella

totale (situazione non rappresentata):

per gli elementi normali alla direzione del vento

per i rimanenti elementi

0=cpi

2.0±=cpi

8.0+=cpi

5.0=cpi -

2.1±=c+c pipe

2.0±=cpi


coefficienti di attrito

In assenza di valutazioni più puntuali, si possono assumere i valori

tabellati, in funzione della scabrezza della superficie strutturale investita

da vento radente


coefficienti dinamici

In assenza di valutazioni più

puntuali suffragate da idonea

documentazione o di analisi

sperimentali, per gli edifici di forma

regolare e di altezza non superiore

a 200 m, si possono ricavare i valori

dai seguenti diagrammi, in funzione

delle dimensioni in larghezza e e in

altezza dell’edificio e in base alla

specifica tipologia strutturale

Per tipologie strutturali non

contemplate in figura, il coefficiente

dinamico deve essere valutato con

procedimenti di comprovata

affidabilità


B) Edifici con coperture multipleB) Edifici con coperture multiple

un insieme di elementi identici e contigui, come ad esempio

coperture affiancate di ugual profili, coperture a shed, ecc.

coperture multiplecoperture multiple

Per la valutazione delle azioni del vento diretto normalmente alle linee di

colmo si procede al modo seguente.

schema (a)

schema (b)


Azioni esterne sui singoli elementi:

per la prima copertura investita dal vento valgono i coefficienti di

pressione stabiliti in precedenza (punto A)

per la seconda copertura il coefficiente relativo allo spiovente

sopravento viene ridotto del 25%

tutte le coperture successive, i coefficienti relativi ad ambedue gli

spioventi vengono ridotti del 25%

Azioni d’insieme:

si applicano al primo e all’ultimo spiovente le pressioni valutate

secondo i coefficienti indicati in precedenza (punto A)

si considera applicata alla superficie proiettata in pianta di tutte le

parti del tetto una azione superficiale orizzontale di tipo tangenziale

il cui valore unitario si assume convenzionalmente pari a 0.10 q(h),

alla quota z = h del baricentro della copertura

Per la valutazione dell’azione del vento diretto parallelamente alle linee di

colmo (e ai piani di falda) si considera in ogni caso un’azione tangente come

definita in precedenza (punto II.2.3)


C) Tettoie e pensiline isolateC) Tettoie e pensiline isolate

Per tettoie e pensiline

isolate a uno o due

spioventi per le quali il

rapporto tra l’altezza

totale sul suolo e la

massima dimensione in

pianta non è maggiore di

1, si possono assumere i

valori del coefficiente di

pressione cp espressi in

figura per i tre casi

considerati (C.M. ’96)


D) Torri e pali a traliccioD) Torri e pali a traliccio

Per torri e pali a traliccio a sezione rettangolare o quadrata, per vento

spirante normalmente a una delle pareti, i coefficienti di pressione (o di

forma) possono valutarsi come segue.

per torri con elementi tubolari tondi

per torri con elementi di sezione diversa dalla circolare

L’azione di insieme esercitata dal vento spirante normalmente a una delle

pareti va determinata con riferimento alla superficie della parte piena di

una sola faccia.

Per vento spirante secondo la bisettrice dell’angolo formato da due pareti,

l’azione d’insieme è pari a 1.15 volte quella sopra definita.

Gli stessi coefficienti cp si possono adottare cautelativamente anche per

torri a sezione triangolare, per le quali però non è da applicare il

coefficiente 1.15 suddetto.

4.2=cp

8.2=cp


E) Corpi cilindrici e corpi sfericiE) Corpi cilindrici e corpi sferici

Per i corpi cilindrici a sezione circolare di diametro d e lunghezza h, i

coefficienti di pressione valgono:

per ≤ 2.2

per 2.2 < < 4.2

per ≥ 4.2

con d espresso in [m] e q(z) in .

L’azione d’insieme esercitata dal vento va valutata con riferimento alla

superficie proiettata nel piano ortogonale alla direzione del vento.

Per i corpi sferici di raggio R l’azione d’insieme esercitata dal vento va

valutata con riferimento alla superficie proiettata sul piano ortogonale alla

direzione del vanto, pari a , utilizzando il coefficiente di pressione:

)z(qd263.0783.1=cp -

2.1=cp )z(qd

)z(qd

)z(qd7.0=cp

]m/N[ 2

2R=S π

35.0=cp


Nei casi descritti in precedenza (punti A, B, C), i fenomeni aeroelastici

locali, separazioni di scia e distacco dei vortici, che possono presentarsi in

zone singolari della forma esterna della costruzione, possono essere messi

in conto utilizzando per le verifiche locali un coefficiente di pressione

esterna: 8.1±=cpe

A titolo di esempio, per un

edificio a pianta rettangolare

con copertura a doppia falda,

in figura (T.U. 2005) viene

indicata la fascia perimetrale

della copertura dove va

applicato il suddetto valore

di pec


pressioni massime localipressioni massime locali

pressioni massime localipressioni massime locali

Nel caso di corpi

cilindrici e sferici, le

pressioni massime

locali vanno

determinate applicando

il coefficiente di

pressione esterna cp

i cui valori e la cui

distribuzione sulle

superfici cilindriche e

sferiche sono forniti

in figura (T.U. 2005)


Le azioni termiche per gli edifici devono essere definite in base alle

seguenti grandezze:

a. una variazione di temperatura uniforme DTu data dalla differenza tra

la temperatura media attuale T del generico elemento strutturale in

oggetto e la sua temperatura iniziale T0, assunta quale convenzionale

“zero termico”:

temperatura alla data della messa in esercizio della struttura

b. una variazione di temperatura lineare data dalla differenza DTM tra le

temperature sulle superfici di intradosso ed estradosso dell’elemento

strutturale

IIII.3.3. azione della temperatura. azione della temperatura

0u TT=T -∆

0T


Per elementi strutturali omogenei e ove la temperatura non costituisca

azione fondamentale per la sicurezza strutturale, è possibile in via

semplificata assumere la sola variazione uniforme DTu come azione

termica sulla sezione dell’elemento.


In linea di massima, la

temperatura media attuale T

può essere valutata come

valore medio tra la

temperatura esterna ed

interna presente nell’edificio.

Nei casi più importanti per la

sicurezza, I valori di

temperatura esterna e interna

possono essere ricavati dai

prospetti in tabella (T.U.

2005), in funzione degli

specifici fattori ambientali di

riferimento.


Per la valutazione degli effetti delle azioni termiche si utilizzano i

coefficienti di dilatazione termica aT riportanti in tabella (T.U.) per i

diversi materiali costruttivi; per le strutture miste acciaio-calcestruzzo si

adotta di norma per l’acciaio un aT omogeneo a quello del calcestruzzo,

pari a C°/10x10= 6T

-α


azioni sulle costruzioni 08

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